浅论非挤土长桩性状数值分析

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1、浙江大学博士学位论文非挤土长桩性状数值分析姓名：俞炯奇申请学位级别：博士专业：岩土工程指导教师：龚晓南;张土乔2000.3.1非挤土长桩性状数值分析摘要／桩基是一种古老的处理不良地基的有效方法，在科技日益发展的今天，非挤土桩在实际工程中应用越来越广泛，但其传力特性、桩侧及桩端土体承载力的发挥性状以及桩土相互作用情况都极为复杂，因此理论研究显得更为重要，据此取文作了以下几方面的工作：蔺先，总结了目前桩基理论研究现状及工程实践情况，并对接触面单元及接触面本构关系的研究现状进行了概括。1应用相关的理论和方法，编制了

2、轴对称有限单元法分析程序，该程序具有以卞特点：(1)用接触面单元模拟桩土相互作用；(2)边界单元可采用无限元。f接着0运用编制的轴对称有限单元法程序对计算范围进行了研究，指出随着桩长增加，或者说随着长径比的增大，水平向与竖直向的计算域与桩长的比值逐渐递减，但都宜大于2倍桩长。／然后，J把薄层界面单元四个高斯点剪应力外插到实际桩侧剪应力面上并进行平均，得到与实际桩侧摩阻力基本一致的修正桩侧摩阻力。f再次J运用程序对均质与非均质地基中桩基的荷载沉降特性、桩侧摩阻力、轴力传递特性、端阻力分担比、桩周土体位移场及桩体

3、沉降特性等进行了分析探讨，并就桩土模量比、桩长、桩径等因素对上述各种性状的影响进行了探讨：根据分析研究结果并基于桩顶允许沉降量提出了有效桩长的概念；另外根掘计算结果并运用拟合分析方法推导出了以端阻分担比为控制因素的准临界桩长计算公式。，最后，对具体的工程实例进行分析比较，结果表明，本文研究成果与实测结果的规律基本相似，从而间接验证了程序的可信性及土体线性弹性模型的适用性。本文的创新之处：提出了运用有限单元法分析桩基的几何模型；设置有厚度接触面单元时修正了计算桩侧摩阻力的方法；揠据分析结果提出了有效桩长的概念：

4、并拟合出准临界桩长的计算公式。’l一NumericalAnalysisoftheCharacteristicsofLongBoredPilesABSTRACTPilefoundationisoneoftheoldandeffectivemethodstreatingthepoorfoundation．Followingthedevelopmentofscienceandtechnology,theapplicationofboredpilesbecomesuniversalingeotechnicalengi

5、neering．Thecharacteristicofthepileandtheinteractionbetweenthepileandsoilareverycomplex，sotheinvestigationoftheoryisveryimportant．Herebythefollowingitemsarestudied：Atfirst，thetheoryandpracticeofpilefoundationsaleoutlined．Thecontactelementsandthecontaetconsti

6、tutemodeisalealsosummarized．Accordingtointerrelatedtheoriesandmethods，anaxis-symmetryFEMprogramhasbeencompiled．Theprogramhasthefollowingcharacteristics：fl】1Thecontactelementscanbeemployedtosimulatethepile—soilinteraction；+【2lTheboundaryelementscanselectinfi

7、niteelement．Secondly,thecomputingrangeisanntyzedbytheaxis-symmetryFEMprogram·Thirdly’thesideresistanceofpilesismodifiedaccordingtotheshearstressesatthefourGausspoints．Then，thecharacteristicsofthebearingcapacity，deformationbehaviorofpilefoundationsandthedisp

8、lacementt№ldsofsoilarestudiedinhomogeneousandnon-homogeneousfoundationsbytheaxis-symmetryFEMprogram．Theinfluenceshavebeenanalyzedabouttheratioofpilemodulustosoilmodulus，pile-lengthandpile-diameter．Acco